靶向攻关，破解煤炭产业痛点

在地下千米深处，煤海翻涌。一台100多米长的“钢铁巨龙”自主完成掘进、支护、运输全流程作业，全程仅需6人辅助操控。与此同时，在煤矿智能综掘与绿色开采装备山西省重点实验室里，科研人员正紧盯屏幕，通过三维可视化平台，实时查看煤矿井下设备的掘进进度、设备状态及周边环境数据。

煤炭行业作为支撑国家能源安全发展的重要行业，长期面临着安全风险高、生产效率低、环境影响大等痛点。煤矿智能综掘与绿色开采装备山西省重点实验室正试图通过技术攻关解决煤炭行业发展难题，为行业高质量转型注入关键动能。

日前，记者走进这家高端煤机装备领域的高水平科技创新平台，近距离感受实验室的创新脉动。

围绕产业需求攻关

科研与应用脱节，一度是制约煤机装备技术落地、行业转型升级的瓶颈。而煤矿智能综掘与绿色开采装备山西省重点实验室以全链条创新布局精准破解这一痛点，让科研成果真正扎根产业一线。

在中国煤炭科工集团太原研究院有限公司生产车间里，一排排组装下线的煤矿用无轨胶轮车静待安全检测，不久后便会发往全国各地煤矿井下。这款产品的顺利量产，离不开实验室“顶天立地”发展定位的持续指引。

“‘顶天’是锚定国家能源安全战略，‘立地’是扎根煤炭产业一线，解决实际生产中的技术难题。”煤矿智能综掘与绿色开采装备山西省重点实验室主任金江介绍，这一发展定位让实验室的科研工作始终围绕产业需求展开。

煤矿智能综掘与绿色开采装备山西省重点实验室由中国煤炭科工集团太原研究院有限公司牵头，联合企业、高校共建，三方分工明确、高效联动：研究院主导总体策划与平台运营，企业专注成果转化与产业化落地，高校则提供坚实的理论支撑。

“我们构建了人员互派、项目共担、成果快转的联动机制，打通了‘需求—研发—转化—应用’的创新闭环，让科研周期缩短40%以上。”金江介绍，依托“科研院所+制造企业+高校”的创新联合体优势，实验室从源头就紧扣一线需求，让前沿探索与产业应用同频共振，确保科研不跑偏、成果快落地。自2016年授牌以来，实验室已产出30余项重大成果，发明专利超300件，成果转化周期缩短1/3。

“为进一步提升创新效能，我们凝练出硬岩截割、智能综掘等5个核心研究方向，并深度融合大数据与人工智能技术，主动响应‘智能+’改革号召。”金江补充说，实验室还通过“三个集中”策略激活创新动能：机制集中方面，推行“企业出题、政府立题、社会协同破题”模式，使攻关方向精准对接产业痛点;资源集中方面，推动平台共享，有效避免重复建设，显著提升资源利用效率;人才集中方面，打造全链条人才梯队，为创新发展提供坚实支撑。

打造煤矿开采重器

在实验室成果展示区，实验室智能综掘方向带头人、研究员马凯指着展台上的装备模型，自豪地介绍：“这是‘煤海蛟龙’，我们代表性的成果之一。”这款掘支运一体化快速掘进系统，开创了全新的“三位一体”作业模式，掘进效率较传统掘进方式提升3倍以上，作业人员减少60%，改变了传统“人海战术”的作业方式。“煤海蛟龙”曾入选煤炭科学技术重大进展，获评“十大国之重器”，是我国煤矿掘进技术从“跟跑”向“领跑”跨越的标志性成果。

“煤海蛟龙”的研发，源于对行业痛点的精准洞察，更离不开科研团队近十年的持续攻坚。“掘支矛盾”“狭小空间重载集成”“复杂地质自适应”三大世界级难题，曾长期制约行业发展。

“我们首创‘掘—支—运’平行作业工艺，将单循环支护时间从90分钟压缩至20分钟;在狭小巷道里集成庞大设备群，建立动态耦合模型，让系统能在复杂地质条件下稳定运行。”马凯介绍，如今“煤海蛟龙”已历经4代技术迭代，关键部件自主可控，彻底摆脱了进口依赖。最新4.0版本在安全性能上全面升级，具备超前感知、远程无人操控等优势，真正筑牢了本质安全的防线。

“目前它已在全国10个重点产煤省得到应用，在国能大柳塔煤矿创下3088米的单月进尺世界纪录，在新疆三软煤层也刷新了当地掘进纪录，成为煤炭稳产保供的核心‘利器’。”马凯说。

“除‘煤海蛟龙’外，实验室研发的国内首套边帮开采成套装备，实现了‘无人进硐’开采，成功推动边帮压煤从无法开采走向高效开采。”实验室绿色开采方向带头人、研究员张强告诉记者，这套装备采硐深度达200米，偏移误差小于±0.2米，回收率超85%，兼具安全、高效、绿色优势，与“煤海蛟龙”构成实验室的两大核心技术产品。

不仅如此，实验室在硬岩截割、机器人作业等方面也成果丰硕，其中EBH315Q型号硬岩掘进装备已达到国内顶尖水平。“2024年，我们完成10项成果登记，获得209件专利授权及申请，斩获12项科技奖励;成果应用率超70%，推广至20余个矿区，真正实现了科研成果的落地见效。”马凯说。

锚定绿色智能方向

科研之路从无坦途，创新征程更无止境。在已有的技术积淀之上，煤矿智能综掘与绿色开采装备山西省重点实验室锚定绿色、智能两大核心方向，持续攻坚。

“绿色开采不是‘少采煤’，而是‘科学采煤、清洁采煤’。”实验室硬岩截割方向带头人、研究员陈明军告诉记者，实验室的每一项绿色技术研发始终紧扣煤矿生产实际需求，目前实验室推广的边帮开采技术已在全国多个矿区广泛应用。同时，针对煤矿开采过程中出现的资源压覆与环境扰动问题，实验室科研团队将目标瞄准煤矿连采连充系统研发，希望能实现“采—装—运—支—充”高效平行作业，一边采煤一边充填，能有效控制顶板下沉、地表塌陷，保护地表生态、农田、建筑物，显著降低开采对环境的扰动，推动绿色矿山建设。

智能化升级，同样是煤矿产业高质量发展的核心方向。实验室机器人方向带头人、研究员索艳春向记者介绍，目前团队正集中力量研发井下设备智能调度系统，通过多传感器融合技术，精准感知井下环境和设备运行状态;同时，全力攻克设备自主避障、故障预警等核心技术，通过不断优化算法，提升设备的自适应能力，进一步降低井下作业的人工依赖，让智能化技术真正扎根井下一线，惠及更多煤矿企业。

金江表示，面向未来，实验室将持续深化产学研协同创新，积极推动科研成果向非煤矿山、水利隧道等领域拓展，努力成为煤机领域原创技术的“策源地”、科研成果转化的“加速器”。

“我们将用实实在在的创新成果，为我国煤机产业发展贡献‘山西智慧’，为国家能源安全筑牢坚实屏障。”金江说。